航空宇宙産業が回復基調を続ける中、次世代航空機の設計はかつてないほど高い期待とともに進化を続けています。新しい航空機は、従来の航空機よりも軽量、高速、安全、強固、そしてもちろんコスト効率も向上させる必要があります。航空業界のマクロトレンドは、航空機の最小部品における技術進歩を牽引しています。
航空宇宙機では、すべての部品が重量、性能、機能性の面で最適化されている必要があります。積層造形、つまり3Dプリンティングは、重量、性能、機能性の3つの分野で注目を集めています。製造コストと複雑さを切り離すことで、複雑な部品を設計しながらも、性能を犠牲にすることなく軽量化を実現できます。これは従来の製造方法では不可能なことです。積層造形部品は性能が実証されており、ボーイング社のCST-100宇宙船をはじめとする航空宇宙プラットフォームでの利用が拡大しています。しかし、多機能部品ソリューションの提供において、積層造形はどのような役割を果たすのでしょうか？シンプルなブラケットやクローズドパネルに、既存材料の機械的性能や環境性能を超えて何が求められるのでしょうか？部品を多機能化することは可能でしょうか？
Hexcelは、積層造形HexAM®チームと無線周波数干渉制御製品チームを結集し、航空宇宙分野の要件を満たす汎用性の高い3Dプリント部品の開発に取り組んでいます。この共同研究の成果として、実績のあるHexAM®技術の電磁気特性をさらに強化したHexPEKK® EMが誕生しました。HexPEKK®材料ポートフォリオの最新製品であるHexPEKK® EMは、機械的性能と電磁気的性能の両方の要件を満たす汎用性の高い生産部品を積層造形することが可能です。
電磁干渉とRF吸収
航空宇宙および防衛産業の複雑な電子システムは、これまで以上に広い周波数範囲で動作しながら、性能と機能が向上し続けています。性能向上は航空機全体にメリットをもたらす一方で、電磁干渉（EMI）が大きな懸念事項となっています。EMIは内部および外部の両方の発生源から発生する可能性があり、電子部品は航空機内でかなりの量の不要な干渉を引き起こす可能性があります。EMIは電子システムの有効性にリスクをもたらし、さまざまなレベルの誤動作や故障につながる可能性があります。コンプライアンスおよび安全規制が強化されるにつれて、設計時にEMIの軽減を考慮する必要があります。HexPEKK® EMは、既存のHexPEKK®材料のEMI性能を向上させます。HexPEKK® EMで製造された電子システムに隣接するハウジング、ブラケット、パネルは、積層造形が促進する設計の自由度と軽量化を活用しながら、EMIを軽減する手段となります。
低抵抗
航空用途における一次構造および二次構造において、静電気の蓄積管理は重要な考慮事項です。通常の飛行操作では静電気の蓄積が発生するため、航空機部品には低抵抗材料が必要です。繊細な電気機器エリアでは、接地を考慮することが不可欠です。静電気が発生し放電されると、電流が流れる際に感電を引き起こす可能性があり、これは航空機に危険を及ぼし、センサー、プロセッサ、その他の飛行操作に不可欠な部品に損傷を与える可能性があります。放電管理は、特定の用途における複合材料の採用を阻む要因となってきました。Hexcelの主力添加剤であるHexPEKK®-100は、静電気放電（ESD）要件を満たすように特別に設計された配合に炭素を含んでいます。Hexcelの最新材料であるHexPEKK®EMはさらに一歩進んでおり、HexPEKK®-100よりも3桁以上低い抵抗率を実現しています。HexPEKK®EMは、高性能3DプリントPEKK熱可塑性プラスチックの利点をすべて備えており、航空宇宙システムの多くの部品に適しています。
次世代の航空宇宙プラットフォームでは、あらゆる材料とハードウェアが、ますます小型化・軽量化するプラットフォーム上でその役割を担うことが求められます。堅牢な構造原理に基づき、多機能な機能を備えた積層造形技術は、この設計革命においてますます重要な役割を果たすでしょう。
